Embed Size (px)
Citation preview
Lääketieteellinen kuvantaminen
Biofysiikan kurssiLiikuntabiologian laitos
Jussi Peltonen
1torstaina 15. huhtikuuta 2010
Muista ainakin nämä
• Kuinka energia viedään kuvauskohteeseen?
• Aiheuttaako menetelmä kudostuhoa?
• Kuvataanko anatomiaa vai fysiologiaa?
2torstaina 15. huhtikuuta 2010
Kuvaamisen periaate
• Annostellaan energia kohteeseen
• Kerätään annosteltu energia
• Muodostetaan kuva kuvanmuodostusyksikössä
3torstaina 15. huhtikuuta 2010
Absorptio
KohdeVastaanotin Lähetin
4torstaina 15. huhtikuuta 2010
Emissio
KohdeVastaanotin
Annostus
5torstaina 15. huhtikuuta 2010
Heijastus
Kohde Lähetin/vastaanotin
6torstaina 15. huhtikuuta 2010
Kuvauksen peruskäsitteitä
7torstaina 15. huhtikuuta 2010
Peruskäsitteitä
• Resoluutio eri erotuskyky
• Mitta = viivaparia / mm
• Vaihtelee välillä 0.5-5.0 vp / mm
8torstaina 15. huhtikuuta 2010
Kuvamatriisin koko9torstaina 15. huhtikuuta 2010
10torstaina 15. huhtikuuta 2010
Peruskäsitteitä
128px
128px
• Kuva-alkio eli pikseli
• Pinta-ala = 128x128 = 0.016MPx
• Vertaa esim. digikameran 24MPx
11torstaina 15. huhtikuuta 2010
Peruskäsitteitä
• Kuvan syvyys ilmoitetaan bitteinä
• Mustavalkokuvassa on21 = 2 sävyä
• 8-bittisessä harmaasävykuvassa on 28 = 256 eri harmaasävyä
• 12-bittisessä harmaasävykuvassa on 212 = 4096 eri harmaasävyä Harmaasävykuva
12torstaina 15. huhtikuuta 2010
Peruskäsitteitä
13torstaina 15. huhtikuuta 2010
1. Röntgen-kuvaus
2. Emissiotomografia
3. Magneettiresonanssi
4. Ultraääni
14torstaina 15. huhtikuuta 2010
1. Röntgen-kuvaus
15torstaina 15. huhtikuuta 2010
Röntgen = luuntiheyskartta
16torstaina 15. huhtikuuta 2010
Leike3D-kuva
17torstaina 15. huhtikuuta 2010
Tomografia = leikekuvaus
Leike3D-kuva
18torstaina 15. huhtikuuta 2010
= Tietokoneavusteinen leikekuvaus
Engl. Computed Tomography (CT)
Tietokonetomografia (TT)
19torstaina 15. huhtikuuta 2010
TT-skanneri20torstaina 15. huhtikuuta 2010
21torstaina 15. huhtikuuta 2010
TT:n edut ja haitat
• Plussat (+)
• Tarkka
• Kivuton
• Non-invasiivinen
• Nopea
• Miinukset (-)
• Ionisoivaa säteilyä
• Ei sovellu raskaana oleville
• Ei kuvaa hyvin pehmytkudosta (valitaan MRI)
22torstaina 15. huhtikuuta 2010
Efektiivinen annos
• Säteilyannoksen mittarina käytetään efektiivistä annosta
• Efektiivisen annoksen yksikkö = mSv (millisievert)
• Ottaa huomioon sekä säteilyn määrän että laadun
23torstaina 15. huhtikuuta 2010
Efektiivinen annos
Keskimääräinen taustasäteilyannos:
3-4 mSv/vuosi
24torstaina 15. huhtikuuta 2010
Röntgen-säteilyannoksia
TutkimusEfektiivinen annos (mSv)
Taustasäteily-annos
Polven röntgen 0.01 1 päivä
Vatsan röntgen 2.2 9 kk
Vatsan TT 12 4 vuotta
25torstaina 15. huhtikuuta 2010
1. Röntgen-kuvaus
2. Emissiotomografia
3. Magneettiresonanssi
4. Ultraääni
26torstaina 15. huhtikuuta 2010
2. Emissiotomografia
27torstaina 15. huhtikuuta 2010
Positroniemissiotomografia
Positroni (elektronin antihiukkanen) ja elektroni törmäävät. Tapahtumassa, jota kutsutaan annihilaatioksi, syntyy gamma-fotoni, joka havaitaan herkällä laitteistolla.
28torstaina 15. huhtikuuta 2010
Positroniemissiotomografia
• Käyttö:
• Syöpätautien diagnooseissa
• Paikallisen hapenkulutuksen mittauksessa (neurofysiologia)
29torstaina 15. huhtikuuta 2010
Tietokonetomografia
Positroniemissiotomografia
30torstaina 15. huhtikuuta 2010
Tietokonetomografia Positroniemissiotomografia
31torstaina 15. huhtikuuta 2010
Anatomia (TT) + Fysiologia (PET)
Fysiologian tarkka anatominen paikannus
32torstaina 15. huhtikuuta 2010
1. Röntgen-kuvaus
2. Emissiotomografia
3. Magneettiresonanssi
4. Ultraääni
33torstaina 15. huhtikuuta 2010
3. Magneettiresonanssikuvaus (MRI)
34torstaina 15. huhtikuuta 2010
(Ydin)magneettinen resonanssi
• Perusuu fotonin ja vety-ytimen väliseen vuorovaikutukseen, jolloin kuvaa hyvin mm:
• rasvaa
• aivoja
• vesipitoisia kudoksia
35torstaina 15. huhtikuuta 2010
MRI:n periaate
• Vety-ydin absorpoi radiotaajuuden omaavia fotoneita
• Viritystaajuus saadaan Larmorin ehdosta: f = yB
• MRI-signaali saadaan kun ydin purkaa viritystilansa emittoimalla fotonin.
36torstaina 15. huhtikuuta 2010
MRI laitteisto37torstaina 15. huhtikuuta 2010
Kestomagneetti
Gradienttikelat
RF-lähetin/vastaanotin
38torstaina 15. huhtikuuta 2010
Staattisen kentän lähde
Muuttuvan kentän lähde
Magneettikentän voimakkuus
Etäisyys
39torstaina 15. huhtikuuta 2010
Staattinen kenttä on aina päällä40torstaina 15. huhtikuuta 2010
MRI-radiokeloja41torstaina 15. huhtikuuta 2010
TT vs MRI
42torstaina 15. huhtikuuta 2010
Funktionaalinen MRI
43torstaina 15. huhtikuuta 2010
1. Röntgen-kuvaus
2. Emissiotomografia
3. Magneettiresonanssi
4. Ultraääni
44torstaina 15. huhtikuuta 2010
4. Ultraääni
45torstaina 15. huhtikuuta 2010
Ultraäänen toimintaperiaate
46torstaina 15. huhtikuuta 2010
Äänipää valitaan kuvauskohteen mukaan
Kuvausyksikkö
47torstaina 15. huhtikuuta 2010
UÄ biomekaanisessa tutkimuksessa
48torstaina 15. huhtikuuta 2010
UÄ biomekaanisessa tutkimuksessa
49torstaina 15. huhtikuuta 2010
Miksi UÄ?
• Vaaraton
• Hyvä paikkaresoluutio (< 1mm)
• Erinomainen aikaresoluutio (125 kuvaa/s)
• Kuvaus voidaan viedä kohteen luo
• Sovellettavissa liikkeeseen
• Halpa
• Nopea
50torstaina 15. huhtikuuta 2010
UÄ:n tulevaisuus?
Langaton ultraääni?
51torstaina 15. huhtikuuta 2010
Ionisoiva vaikutus Fysiologian kuvaus
Kuva ei muodostu fotoneista Kuvattava säteilee
TT
UÄMRI
PET TT
UÄMRI
PET
TT
UÄMRI
PET
TTPETTT
TT
UÄMRI
PET
52torstaina 15. huhtikuuta 2010
Kiitos mielenkiinnostanne!
53torstaina 15. huhtikuuta 2010
